В почвах Земли содержится в три раза больше углерода, чем в атмосфере. Причина — в микроорганизмах (бактериях и грибках), которые превращают разлагающуюся материю в богатую углеродом почву. Но не всем соединениям углерода одинаково везет: одни хранятся десятилетиями и даже веками, а другие быстро поглощаются микробами и превращаются в углекислый газ, который стремительно улетучивается.
Исследование же показало, что в лабораторных условиях богатые грибками почвы выделяют меньше углекислого газа при нагревании. Иными словами, грибки необходимы для создания почвы, которая «связывает» углерод в земле.
Ученые обратились к таким экспериментам, поскольку изменение климата грозит высвобождением большого объема углерода из земли, что ухудшит глобальное потепление. Как выяснилось, повышение температуры окружающей среды побуждает почвенные микроорганизмы активно размножаться, а огромные голодные колонии быстро подъедают легкоусвояемые углеродные соединения. И следом — набрасываются на старые запасы углерода, превращая поедаемое в углекислый газ.
Компьютерные модели, построенные на трех факторах — повышение температуры, исчезающие леса, интенсивное земледелие, наносящее ущерб почвенным колониям микробов, — показывают, что к 2100 году в земле будет сохраняться на 40% меньше углерода, чем ожидалось.
Но понять логику существ, обитающих в грязи, — непростая задача. По словам ученых, почва — это самое сложное сообщество на планете. Чтобы упростить первые шаги, исследователи Цюрихского университета вырастили грязь в лаборатории. Они отделили грибки и бактерии из лесной почвы, а затем распределили их в пять чашек Петри: одна с грибками, одна с бактериями и три со смесями микроорганизмов. Всех подкармливали сахаром и оставили в покое на четыре месяца производить грязь. А затем образцы нагрели и замерили, сколько выделится углекислого газа.
Оказалось, что бактерии лучше всего создают почву, а вот богатая грибками земля выделяла меньше углекислого газа при нагревании, чем населенная исключительно бактериями. Возможно, причина в том, что грибки вырабатываются ферменты — белки, которые могут как строить, так и разрушать другие молекулы. А вот бактерии сами по себе такие соединения производить не умеют. Получается почти симбиоз: грибки вырабатывают белок, а бактерии «строят» из них новую почву. Что, в свою очередь, приводит к образованию соединений углерода с длительным сроком годности.
Конечно, не все лабораторные эксперименты воспроизводятся в натуре, но и это важный шаг к пониманию сложных отношений внутри земли. А еще к тому, чтобы разработать методы сохранения углерода в почве и уберечь атмосферу от лишних выбросов.
Читать далее
Школьница нашла клад бронзового века: 65 артефактов датируются 1 300 годом до н.э.
Искусственный интеллект помог московским врачам поставить 2,6 млн предварительных диагнозов
Антарктические рыбы начинают вести себя «пугающе» из-за потепления воды